การเสื่อมสภาพของวัสดุพอลิเมอร์

วัสดุพอลิเมอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมในรูปแบบของการเคลือบผิวและชิ้นส่วนทั้งหมด พวกเขาอ้างถึง วัสดุฉนวนไฟฟ้าที่เป็นของแข็ง… โพลิเมอร์หลายชนิดได้รับการพัฒนา แต่ล้วนประสบกับกระบวนการชราที่ไม่พึงประสงค์ซึ่งทำให้ความทนทาน ลักษณะที่ปรากฏ และความแข็งแรงลดลง ความชราเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุพอลิเมอร์

การเสื่อมสภาพของโพลิเมอร์สามารถเกิดขึ้นได้จากปัจจัยต่างๆ:

• แสง (รังสีอัลตราไวโอเลต);

• อากาศ (โอโซนและออกซิเจน);

• อุณหภูมิ (สูงหรือต่ำรวมถึงความแตกต่าง);

• ความชื้น;

• โหลดทางกล (การสึกหรอ แรงอัดและความตึง แรงดันปานกลาง);

• การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (กรดและด่าง);

• การสัมผัสกับจุลินทรีย์

• จากอิทธิพลของปัจจัยหลายประการข้างต้น

พอลิเมอร์เป็นสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและกลไกการแก่ตัวของพวกมันส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการทำลายสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่

การทำลายมีสองประเภท - วุ่นวายและโซ่ในกรณีของการทำลายแบบสุ่ม การแตกของโมเลกุลขนาดใหญ่และการก่อตัวของสารประกอบเสถียรที่มีน้ำหนักโมเลกุลลดลงเกิดขึ้นตามกฎแบบสุ่ม ตามกลไกนี้ การทำลายทางเคมีของโพลิเมอร์เกิดจากการกระทำของกรด เบส และรีเอเจนต์

การทำลายของห่วงโซ่นำไปสู่การแตกตัวของโมเลกุลตามกระบวนการบางอย่าง กลไกดังกล่าวของการแก่ตัวของโพลิเมอร์มักถูกกระตุ้นโดยอิทธิพลของพลังงานสูง (อุณหภูมิ แสง และรังสี)

การศึกษาปัญหาอายุของพอลิเมอร์นั้นซับซ้อนเนื่องจากธรรมชาติและโครงสร้างแตกต่างกันตามลำดับกระบวนการทำลายของสายโซ่โมเลกุลจึงแตกต่างกัน นอกจากนี้ยังไม่มีวิธีการสำหรับบัญชีหลายปัจจัยของสภาพแวดล้อมที่นำไปสู่การแก่ชรา

เป็นเกณฑ์ที่กำหนดลักษณะความต้านทานของวัสดุพอลิเมอร์ต่อการเสื่อมสภาพ จึงใช้แนวคิดของการใช้งาน (การรักษาคุณสมบัติของพอลิเมอร์ที่รับประกันความสามารถในการให้บริการของผลิตภัณฑ์) และระยะเวลาของการรักษาคุณสมบัติการใช้งาน

มี 3 วิธีในการปกป้องโพลิเมอร์จากการเสื่อมสภาพ:

1) การป้องกันที่ใช้งานอยู่

2) การป้องกันแบบพาสซีฟ

3) รวมกัน

การปกป้องโพลิเมอร์เชิงรุกหมายถึงการลดผลกระทบจากปัจจัยความชรา วิธีการแบบพาสซีฟประกอบด้วยวิธีต่างๆ ในการเพิ่มความคงตัวของโพลิเมอร์โดยใช้สารเพิ่มความคงตัว สารกำจัดอนุมูลอิสระ สารกำจัดอนุมูลอิสระ สารชะลอความชรา สารเพิ่มความคงตัวของแสง สารต้านอนุมูลอิสระ สารต้านโอโซน สารหน่วงการติดไฟ สารต้านอนุมูลอิสระ สารต้านการแผ่รังสีภายใต้ความเค้นทางกล สารยับยั้งการกัดกร่อนและไบโอไซด์ที่มีความเสถียร คุณสมบัติ.นอกจากนี้ยังใช้การเคลือบป้องกันซึ่งทนทานต่อการเสื่อมสภาพได้ดีกว่าวัสดุโพลีเมอร์พื้นฐาน

สารเพิ่มความเสถียรของโพลิเมอร์ที่ง่ายที่สุดคือเหล็กออกไซด์ (มีปริมาณมากถึง 1%), คาร์บอนแบล็ค, พทาโลไซยานีน (มากถึง 0.1%) และสารประกอบเชิงซ้อนของนิกเกิล

ความคงตัวของสารต้านอนุมูลอิสระมีสองประเภท: ป้องกันการสลายตัวของไฮโดรเปอร์ออกไซด์และทำลายห่วงโซ่ของปฏิกิริยาเคมีออกซิเดชัน

ในบรรดาสารต้านอนุมูลอิสระที่หยุดการทำลาย สามารถแยกสารต้านอนุมูลอิสระประเภทฟีนอลและเอมีนได้ เช่นเดียวกับเมอร์แคปแตน ซัลไฟด์ และไทโอฟอสเฟต การแนะนำของสารต้านอนุมูลอิสระทั้งสองชนิดในโพลิเมอร์ช่วยเพิ่มผลในการต่อต้านริ้วรอย

โดยปกติแล้ว ผู้ผลิตวัสดุโพลิเมอร์ยังผลิตสารเพิ่มความคงตัวประเภทต่างๆ อีกด้วย วัสดุต่อไปนี้สามารถแยกแยะได้จากผู้ผลิตวัตถุดิบจากต่างประเทศ: Arkema, ฝรั่งเศส (Thermolite), Baerlocher, เยอรมนี (สารเพิ่มความคงตัวจาก CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn) , Chemtura, สหรัฐอเมริกา (สารหน่วงการติดไฟ HBCD, Firemaster, สารเพิ่มความคงตัวของ PVC Mark, Lowilite, สารยับยั้ง Naugard 300-E, สารต้านอนุมูลอิสระ Alkanox, Anox, Weston), Ciba, สวิตเซอร์แลนด์ (สารต้านอนุมูลอิสระ IRGANOX, สารทำให้คงตัว IRGAFOS), สารเพิ่มความคงตัว PVC ของ บริษัท เยอรมัน Ika, เป็นต้น